Самая старая галактика, когда-либо наблюдаемая в космосе, имеет возраст 13,2 миллиарда лет, всего через 480 миллионов лет после Большого взрыва. С помощью данных космического телескопа Хаббла международная группа астрономов обнаружила этот объект, тем самым еще больше расширив прежние пределы видимости. Исследование, опубликованное в журнале Nature, также показывает, что вскоре после этого молодая Вселенная претерпела драматические преобразования.
Чтобы определить расстояние до космического объекта, астрономы используют красное смещение излучаемого им света. Он показывает, насколько расширяющаяся Вселенная «растянула» длины волн света и, таким образом, сместила их в более длинноволновый красный диапазон. Поскольку свет от далеких космических источников света доходит до нас за миллиарды световых лет, изображение далекой галактики - это всегда взгляд назад во времени. Наибольшее красное смещение, зарегистрированное телескопами на сегодняшний день, составляет около 8,2, что означает, что наблюдаемые галактики существовали примерно через 900-2000 миллионов лет после Большого взрыва.
Первый объект с красным смещением 10, 3
Но теперь международная группа астрономов впервые заглянула еще дальше в прошлое нашего космоса. С помощью инфракрасных данных «Сверхглубокого поля Хаббла» (HUDF), участка неба с чрезвычайно удаленными объектами, зарегистрированного широкоугольной планетарной камерой 3 (WFC3) на космическом телескопе, им удалось идентифицировать галактику. с красным смещением z=10, 3, чтобы обнаружить.
Свет от этой недавно открытой галактики шел к нам 13,2 миллиарда лет. Следовательно, он должен был существовать через 480 миллионов лет после Большого взрыва, что делает его самым старым объектом, когда-либо наблюдавшимся в космосе. По сравнению с массивными, массивными галактиками в окрестностях Млечного Пути, он крошечный, едва ли в сотый раз меньше. «Мы подошли очень близко к самым первым галактикам, которые, вероятно, образовались примерно через 200-300 миллионов лет после Большого взрыва», - объясняет Гарт Иллингворт, профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Круз и один из руководителей исследования.
Разительные перемены в молодом космосе
Новые данные сверхглубокого поля Хаббла также показали, что галактики в молодой Вселенной переживали период драматических изменений: в период от 480 до 650 миллионов лет после Большого взрыва скорость Звездообразование внезапно увеличилось более чем в десять раз.«Это поразительное увеличение за такой короткий период, всего за 1 процент текущего возраста нашей Вселенной», - объясняет Иллингворт.
Но не только это: по-видимому, количество галактик также радикально изменилось на этом этапе: «Наши предыдущие поиски обнаружили 47 галактик примерно через 650 миллионов лет после Большого взрыва», - говорит астроном. «Но 170 миллионов лет назад мы нашли только одного кандидата в галактики. Тогда Вселенная сильно изменилась за короткий промежуток времени».
Модель формирования иерархической галактики усилена
По словам его коллеги Ричарда Боуэнса из Лейденского университета в Нидерландах, эти наблюдения очень хорошо согласуются с современной моделью иерархического формирования галактик. Согласно этому, галактики растут за счет слияний и под гравитационным воздействием темной материи. «Мы наблюдаем очень быстрое увеличение количества галактик в эту эпоху», - говорит Боуэнс.«Теперь мы впервые можем сделать реалистичные заявления о том, как население галактики изменилось за это время, и в то же время указать факторы, влияющие на текущие модели формирования галактик».
Надежда на телескоп Джеймса Уэбба
Чтобы иметь возможность заглянуть еще дальше в прошлое нашей Вселенной, а также наблюдать за объектами с красным смещением больше 10, астрономы должны дождаться преемника телескопа Хаббл. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) планируется запустить на орбиту в конце этого десятилетия, после чего он предоставит изображения «сверхглубокого поля» с еще более высоким разрешением.
Астрономы могут использовать его для проведения еще более точных спектроскопических измерений, которые окончательно подтвердят текущую находку. «Нам понадобится JWST, чтобы провести больше исследований на более высоких красных смещениях», - сказал Иллингворт. «Но это исследование говорит нам, что есть объекты с красным смещением в диапазоне 10 и что первые галактики должны были сформироваться до этого.“